中国工程院院士徐政和谈废旧锂电池回收方向：可控闪碎技术！

在6月16日举行的“2022锂电池（动力&消费）产业大会暨维科杯年度颁奖典礼”上，中国工程院院士/南方科技大学院长徐政和出席了本次大会并发表了主题演讲。

徐政和院士是本次大会的第一个演讲嘉宾，其演讲主题为《退役动力电池资源综合利用研究进展》。

图/徐政和

2021年，全球锂离子电池市场规模达到545GWh，其中中国市场规模约324GWh，约占全球市场的59.4%。其中锂离子电池的主要应用领域之一为动力电池，2021年占锂离子电池市场份额高达71%。

徐政和指出，动力电池的使用寿命在商用车上是3年，在乘用车上是5年。2020年中国累计退役的动力电池超20万吨，市场规模达130亿元，预计2025年我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元；到2030年，三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿元。

就锂离子电池关键材料需求与资源分布来看，徐政和表示，对主要材料需求预测显示，2021年锂0.7万吨、钴0.8万吨、镍1.9万吨、锰1.1万吨，到2025年分别增长至2.5万吨、2.8万吨、7.1万吨和4.1万吨。

而目前中国锂电池关键材料占全球储量分别为：锂7.1%、钴1.1%、镍3.0%、锰4.2%、石墨22.8%，对外依存度超过70%。

徐政和认为，从资源角度看，为了保证资源安全，电池回收势在必行；从环境角度看，为了避免环境污染问题，电池回收同样是势在必行。

退役动力电池回收过程包括放电、拆解、破碎、分选、有价值金属回收，最后才是材料再生。其中放电、拆解、破碎、分选统称为废旧锂离子电池的预处理过程，徐政和指出，这是电池回收过程中极为关键的一环。

对应具体的环节，徐政和认为现有退役动力电池回收存在五大难题与挑战：

1、安全、高效、可控的规模化放电技术；

2、适用多种电池的高效智能拆解；

3、退役电池高效安全破碎；

4、低成本物料宏量高效分选；

5、低成本、绿色高效活性材料再生。

针对其中的破碎、筛分和有价值金属回收环节，徐政和提出了“可控闪碎技术”、“正负极粉末分离”和“微波低温烧焙”。

徐政和表示，可控闪碎工艺较传统破碎工艺大大简化流程，无需放电环节，无需多级粉碎，破碎产物分散性好，有利于后续分离和电解液集中处理，同时可充分利用电池残余能量，对电池种类、尺寸适用性广。

正负极粉末分离是利用微波快速加热和选择性加热的优势，对电池黑粉进行微波热处理，快速脱除电极材料表面的粘结剂层。在相同条件下，传统加热相较微波加热，正极活性材料的回收率可由62.05%上升到97.31%；尾矿中的正极活性材料的品位则由73.19%上升到93.62%。

微波低温焙烧是通过微波低温硫酸氢铵焙烧，把正极材料的钴酸锂转化成可溶性的硫酸钴和硫酸锂盐，通过水浸回收金属钴和锂，可以实现90%以上的金属钴和锂的回收率。

对比常规焙烧，同在400℃的条件下，微波低温焙烧可提高钴和锂20%左右的回收率，并且此方法针对三元正极废料同样具有优势。

徐政和简介

徐政和，中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士。国际上从事物质分离科学研究和技术开发的知名学者，尤其在相关表面和界面化学领域造诣极深。

目前担任全球工学院院长协会理事会常务理事，曾任国际矿物加工学会理事会理事、加拿大矿冶与材料学会主席、加拿大矿物工程首席教授、加拿大国家科学与工程研究委员会油砂工程首席教、加拿大NSERC/EPCOR/AERI先进煤洁净及燃烧技术首席教授等。

曾获多项享誉盛名的学术奖项，如加拿大矿冶与材料学会Airey奖、加拿大阿尔伯塔省科学与工程卓越成就奖、加拿大矿冶与材料学会卓越研究成果奖等。